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Date : Travail en groupe : (NOMS) T2 ST2 Activité expérimentale TROIS QUESTIONS EN VITESSE Compétences expérimentales s’ APPROPRIER A ANALYSER A RÉALISER A VALIDER A COMMUNIQUER A ÊTRE… et FAIRE PREUVE… A B B B B B B C C C C C C D D D D D D Travail à faire Après avoir effectué le travail demandé (cela commence par la formulation d’une hypothèse…), répondre aux trois questions à l’aide de conclusions à compléter qui servent par la même occasion à valider ou invalider ton hypothèse. Matériel utilisé On utilise des mobiles sur coussin d’air qui permettent d’obtenir des conditions simplifiées dans lesquelles les frottements sont négligeables. PREMIERE QUESTION : QUEL EST LE SENS DE LA VITESSE ? Ton hypothèse : Expérience : Sur une table horizontale, on lance deux mobiles : ils se télescopent. On obtient l’enregistrement intitulé DOCUMENT N°1. Attention, que ce soit avant ou après le choc, l'intervalle de prise de vue est de 31 ms ! Observations : (Par observation directe de ce document et sans calcul) - Identifie sur le document chaque partie de la trajectoire de chaque palet, en écrivant « palet A avant », « palet A après », « palet B avant » et « palet B après » au bon emplacement. Quelle est la forme de chaque partie de trajectoire ? L'observation des positions successives du mobile permet de comparer la valeur de la vitesse de chaque mobile avant et après le choc. Compare donc vA (avant) et vA (après), et vB (avant) et vB (après). De quel type de vitesses s’agit-il ? Exploitation : 1. Calcule les vitesses mentionnées. Quelles informations ne sont-elles pas prises en compte par ces calculs ? 2. Par quel être mathématique peut-on représenter toutes les informations concernant la vitesse de chaque palet ? 3. Sur le DOCUMENT N°1, réalise les représentations des vitesses de chaque palet avant et après le choc en ayant au préalable choisi une échelle judicieuse. Conclusion : La vitesse est une grandeur ___________________, caractérisée par : une ________________, un _____________ et une _______________ (exprimée en m.s-1). On représente la vitesse par un vecteur appelé __________-_________ noté __ et défini par : son ____________ (la position du mobile à la date ti) ;sa ____________________ (celle __ ____________________) ; son _______ (celui __ _______________________) ; sa ____________ (ou norme). Question : Peux-tu dorénavant répondre à la question du titre ? Justifie : ___________________________________ ______________________________________________________________________________________________ DEUXIEME QUESTION : TOUS LES POINTS D’UN SOLIDE EN TRANSLATION ONT-ILS LA MEME VITESSE ? Ton hypothèse : Expérience : On équipe un mobile sur coussin d’air de deux stylets : l’un au centre, l’autre en sa périphérie. On le lance et on obtient l’enregistrement intitulé DOCUMENT N°2. Observations : (Par observation directe de ce document et sans calcul) - Dans quel référentiel se place-t-on pour étudier ce mouvement ? _________________________________________ Les mouvements des deux points sont-ils identiques ? _________________________________________________ Qualifie le mouvement du point C : _________________________________________________________________ Qualifie le mouvement du point A : _________________________________________________________________ Exploitation : 4. Peut-on déterminer la vitesse de A et C à la date t0 ? Pourquoi ? 5. Détermine la vitesse (pour C et A) aux dates t6 t19 et t27 en prenant comme échelle 1cm (papier) ↔ 10cm (réel). 6. Représente alors ces vecteurs-vitesse en choisissant une échelle adéquate. Conclusion : Tous les points d’un solide en translation _______________________ la même vitesse. On étudie alors le mouvement du centre d’inertie du solide car il est moins complexe et il représente bien le mouvement d’ensemble du solide. 840900586 Page 1 sur 4 15/04/17 TROISIEME QUESTION : QUELLE EST LA VITESSE D’UN SOLIDE EN ROTATION ? Ton hypothèse : Expérience : On a enregistré le mouvement d’un mobile autoporteur en rotation autour d’un axe fixe : DOCUMENT N°3. Observations : Vérifie que la trajectoire est circulaire. Pour cela, détermine, par construction, le centre O de la trajectoire circulaire de M. Donne une mesure de son rayon, noté R. Exploitation : 7. 8. 9. 10. Note M0, M1, ..., Mi, ... les positions successives enregistrées. Détermine la vitesse du point M pour les positions M1, M4, M7. La vitesse de M est-elle constante ? Le vecteur-vitesse de M est-il constant ? Représente les vecteurs-vitesse pour les points M1, M4, M7. Détermine la vitesse angulaire (qui s’exprime en radian par seconde) du mobile autoporteur pour les positions M 1, M4, M7. Que dire du mouvement de M ? 11. Vérifie que vitesse et vitesse angulaire sont proportionnelles. Calcule le coefficient de proportionnalité : c’est quoi? Conclusion : Lors d’un mouvement circulaire uniforme, la valeur de la vitesse est ______________ mais le vecteur-vitesse _____________ constamment en ___________________. La vitesse ______________, notée , elle aussi constante, est telle que : v = R . DOCUMENT N°3 Intervalle de temps : 40 ms Masse du mobile ??? g 840900586 Page 2 sur 4 15/04/17 DOCUMENT N°1 Intervalle de temps : 31 ms Masse de A : 232 g Masse de B : 436 g DOCUMENT N°2 Intervalle de temps : 7 ms 840900586 Page 3 sur 4 15/04/17 840900586 Page 4 sur 4 15/04/17
